KR101322961B1 - 중공 섬유를 포함하는 궐련 - Google Patents

Abstract

궐련 및 궐련 필터와 같은 흡연용품, 중공 섬유를 포함한 흡연 물품 제조의 방법, 및 흡연 방법이 제공되었다. 하나의 구현예에서, 흡연 물품(100)은 중공 섬유(10)를 포함하고, 상기 중공섬유(10)는 중공 섬유(10)를 통해 흡입된 주류연 담배 연기(140)의 특성을 변화시킨다.

중공섬유, 궐련, 궐련필터, 흡연물품

Description

중공 섬유를 포함하는 궐련{CIGARETTES HAVING HOLLOW FIBERS}

중공 섬유를 포함하는 궐련에 관한 것이다.

매우 다양한 재료가 담배(tobacco) 연기에 대한 필터로서 종래 기술에서 제시되어 왔다. 그러한 필터 재료는 목화, 종이, 셀룰로오스, 및 특정 합성 섬유를 포함한다. 이러한 필터 재료는 담배 연기에서 미립자를 제거하고, 구성요소들을 응축할 수 있는 것으로 알려졌다. 이들은 담배 연기에서 특정한 기체 구성요소, 예를 들어 알데히드를 제거하는 효과가 없거나 거의 없다. 일반적인 예가, 미국 특허 No. 6,026,547에 개시되어 있고, 그 내용은 그 전체가 모든 목적을 위하여 참조로서 여기에 병합된다.

도 1은 필터를 지닌 중공 섬유 막을 포함한 궐련의 예시적 구현예와 상기 궐련을 통한 유체 흐름의 경로를 설명한다;

도 2는 개방 상류 말단과 중공섬유 사이의 틈을 채우는 불투과성 또는 반투과성 재료를 갖는 정렬된 중공 섬유의 다발의 단면을 설명한다;

도 3은 밀폐된 하루 말단과 중공 섬유 사이의 틈을 채우는 투과성 재료를 갖는 정렬된 중공 섬유의 다발의 단면을 설명한다;

도 4는 필터를 지닌 중공 섬유 막을 포함하는 궐련 및, 상기 궐련을 통한 유체 흐름의 경로의 또 다른 구현예를 설명한다;

도 5는 중공 섬유의 단면의 예시적 도면이다;

도 6은 예시적인 중공 섬유의 여분의 셀상 공간의 현미경 사진이다; 그리고

도 7은 필터 안의 용매와 중공 섬유 막을 포함한 궐련 및, 상기 궐련을 통한 유체 흐름의 경로의 예시적 구현예를 설명한다.

발명의 요약

궐련(cigarettes) 및 궐련 필터와 같은 흡연 물품 및 흡연 물품의 제조의 방법이 제공된다. 하나의 구현예에서, 흡연 물품은 흡연 물품을 통해 흡입된 담배 주류연에 영향을 미치는 중공섬유를 포함한다.

다른 구현예에서, 담배로드; 담배로드와 함께 작동하는 필터(여기서 상기 필터는 중공 섬유의 다발을 포함하고, 상기 중공 섬유의 루멘이 서로 나란히 축 방향으로 정렬되어 있다; 그리고 중공 섬유의 여분의 셀상(extra-cellular) 공간 내에 첨가제(여기서 상기 중공섬유 다발의 한쪽의 말단은 여과 침투성 재료 내에 매립되고, 상기 여과 침투성 재료에 매립되어 있는 상기 중공 섬유 중 적어도 하나의 말단은 차단되어 있다)를 포함하는 궐련이 제공된다.

바람직하게, 중공 섬유는 중합성 재료를 포함한다.

바람직하게, 궐련은 추가로 용매를 포함한다. 바람직하게, 용매는 중공 섬유로 부터 필터의 상류에 위치한다.

바람직하게, 중공 섬유의 루멘은 서로 연기가 궐련을 통해 운반되는 방향으로 정렬된다.

다른 구현예에서, 중공 섬유; 중공섬유의 외부 영역을 덮는 외부 층; 그리고 셀룰로오스 아세테이트를 포함하고, 여기서 상기 중공 섬유와 외부 층은 셀룰로오스 아세테이트 내에 매립되어 있는, 궐련 필터가 제공된다.

다른 구현예에서, 중공섬유를 해당 중공 섬유 중 적어도 하나의 말단을 덮는 연기 불투과성 재료를 이용하여 제조하는 단계; 중공 섬유 내의 여분의 셀상 공간을 첨가제를 사용하여 적어도 부분적으로 채우는 단계; 중공 섬유의 적어도 하나의 덮혀진 말단을 여과물 침투성 재료 내에 매립하는 단계; 및 연기 불투과성 재료와 첨가제를 갖는 중공 섬유를 궐련 필터에 여과물 침투성 재료를 배치하는 단계를 포함하는 궐련 필터 제조 방법이 제공된다.

바람직하게, 첨가제로 중공 섬유 내에 여분의 셀상 공간을 적어도 부분적으로 채우는 것은 여분의 셀상 공간에 첨가제를 적어도 부분적으로 채우는데 유효한 시간에 걸쳐서 중공 섬유를 첨가제에 침지할 단계를 포함한다.

또한 주류연의 처리법이 제공되고, 상기방법은: 중공 섬유를 통해 축 방향으로 담배연기를 흡입하는 것을 포함하고, 여기서 상기 담배 주류연은 중공 섬유의 루멘으로 개방 상류 말단으로 흡입되고 중공 섬유의 투과성 벽을 통해 흡연 물품의 하류 말단으로 흡입된다.

또한 중공 섬유 막을 포함하는 궐련 필터가 제공되고, 여기서 상기 중공 섬유 막은: 중공 섬유; 및 연기 불투과성 재료를 포함하고, 여기서 상기 연기 불투과성 재료는 중공 섬유의 루멘의 하류 말단을 차단하고, 중공 섬유의 하류 말단은 여과 침투성 재료 내에 매립되어 있는 것을 포함한다.

바람직하게, 궐련 필터는 추가로 중공 섬유의 여분의 셀상 공간에 첨가제를 포함한다. 첨가제는 풍미제, 연기 흐름의 기체 구성요소와 화학적으로 반응하고 선택적으로 분리하는 시약, 계면 활성제, 용매, 또는 그들의 혼합물을 포함할 수 있다.

발명의 상세한 설명

그 안에 중공 섬유가 포함된 흡연 물품이 제공되고, 상기 중공 섬유는 한 말단이 차단되어 유체가 중공 섬유의 벽을 관통하도록 한다.

여기서 쓰인 바에 따르면, "공급(feed)"이라는 용어는 중공 섬유에 공급되는 재료 또는 유체를 가리키기 위해 사용된다. 또한 여기에 사용된 것처럼, "보관물(retentate)"은 공급물 중 중공 섬유의 벽을 통해 지나가지 않고 중공 섬유의 루멘의 외부 표면상에 또는 표면 내에서 트랩된 부분을 가리킨다. 추가적으로, "여과물(filtrate)"이라는 용어는 공급물 중 중공 섬유의 벽을 통해 지나가는 부분을 지칭하기 위해 사용된다.

"차단하다(obstruct)"라는 용어는 영역을 통과하는 것을 방해하거나, 부분적 방해하거나, 여과하거나 또는 어떤 다른 방식으로 감소시키는 것을 포함하는 것을 의미한다. 예를 들어, 불투과성 또는 반투과성 재료는 여과물 또는 공급물이 중공 섬유의 하류 말단을 통해 지나가는 것을 차단함으로써, 또는 단순히 여과물 또는 공급물이 중공 섬유의 하류 말단을 통해 흐르는 것에 대한 저항성을 증가시킴으로써, 중공 섬유의 하류 말단을 차단하는데 사용될 수 있다.

중공 섬유를 갖는 궐련(100)의 예시적 사용을 도 1에 나타내었고, 여기서 상기 중공 섬유는 중공 섬유 막으로 사용되었다. 도 1에 설명된 것처럼, 궐련(100)의 상류 말단(110)에서 궐련(100)에 불을 붙이자마자, 그리고 하류 말단(120)으로 흡입작용을 적용 하자마자, 연기 공급물(140)(담배 주류연의 흐름)은 하류 방향으로 이동될 것이다. 연기 공급물(140)은 담배로드(50)를 통해, 상류 말단(110)을 통과하고, 그리고 나서 필터 구획(130)을 통과하고, 그리고 궐련(100)의 하류 말단 (120)을 통해 지나갈 것이다.

필터 구획(130)에 들어간 후, 연기 공급물(140)은 필터 구획(130) 내의 중공 섬유(10)의 루멘 또는 내강(15)으로 들어간다. 도 1에서, 루멘(15)은 중공 섬유(10)의 상류 말단(25)에서 차단되어있지 않지만, 하류 말단(35)에서는 차단되어 있다. 필터를 지난 연기 공급물(140)은 첫 번째 여과물 차단 또는 연기 불투과성 재료(20)(이하 일반적으로 "연기 불투과성 재료")에 의해 루멘(10)의 상류 말단(25) 방향으로 향하고, 이것도 도 1에 설명한 것처럼, 연기 공급물(140)이 섬유(10)의 다발의 외부 원주와 담배의 내강 사이에 흐르는 것을 차단한다.

추가적으로, 제1 연기 불투과성 재료(20)는 도 2에서 설명한 것처럼, 다발에서 섬유(10)들 사이의 유체 흐름을 차단하기 위해 다발의 개별적인 섬유(10)들 사이에 제공될 수 있다. 루멘(15)의 상류 말단(25)를 차단하지 않으면서 다발에서 중공 섬유(10)를 둘러싼 첫 번째 연기 불투과성 재료(20)의 예시적 단면도를 도 2에 나타내었다.

다음, 도 1에서 설명한 바와 같이, 연기 공급물(140)은 제2 연기 불투과성 재료에 의해 루멘(15)으로 부터 중공 섬유(10)의 벽을 통해 나아가고, 이것은 중공 섬유(10)의 루멘(15)의 하류 말단(35)을 차단한다. 도 3은 중공 섬유(10)의 루멘(15)의 하류 말단(35)을 차단하는 제2 연기 불투과성 재료의 예시적 단면도이다.

도 3에 예시한 바와 같이, 필요하다면, 중공 섬유(10)의 하류 말단(35)은 섬유(10) 다발의 외부 원주와 궐련 필터(130)의 내강 사이뿐만 아니라, 중공 섬유(10) 사이의 여과물 침투성 재료(30)를 포함할 수 있음을 명시한다. 여기에 제공된 것과 같이, 여과물 침투성 재료(30)는 궐련(100)의 하류 말단(120) 밖으로의 분출을 위해 여과물이 여과물 침투성 재료(30)를 통과하도록 하는 어느 재료일 수 있다.

여과물 침투성 재료(30)는 필터(130)와 관련이 있을 뿐만 아니라, 서로 관련이 있는 소정의 위치에 중공 섬유(10)를 유지하도록 제공할 수 있다. 대체적으로, 고리, 접착성, 또는 다른 물리적 함유재가, 실질적으로 필터(130)를 통해 여과물이 흐르는 것을 차단하지 않는 한 사용될 수 있다. 여과물 침투성 재료(30)의 예시적 구현예는 셀룰로오스 아세테이트와 같은 다공성 여과물 침투성 재료이다.

중공 섬유(10)의 하류 말단(35)을 차단함에 의해, 연기(140)는 흡연자에 의해 가해진 압력으로 인해 하류 말단 (120)에서 중공 섬유(10)의 벽을 통해 나아간다. 연기(140)를 중공 섬유(10)를 통과시킴으로써, 중공 섬유(10)의 벽은 그것을 통해 연기(140)를 여과하는데 사용될 수 있다. 그러므로, 중공 섬유(10)의 벽이 보존물(도시하지 않음)이 루멘(15)에 트랩되는 동안 중공 섬유(10)의 벽은 연기(140) 중에서 여과물(150)을 통과시키는 막으로서 작용한다.

도 1과 비슷한, 도 4에서 설명된 또 다른 구현예에서, 필터(130)는 뒤집힐 수 있음에 주의하라. 바꿔말하면, 제1 연기 불투과성 재료(20)는, 연기가 중공섬유(10)의 상류 말단(25)에서 루멘(15)으로 들어가지 못하도록, 루멘(15)의 상류 말단(25)을 차단하도록 형성될 수 있다. 도 4에서 제1 연기 불투과성 재료(20)는 도 3에서 설명한 제2 연기 불투과성 재료(35)와 비슷한 경향으로 형성되고, 상기 제1 불투과성 재료는 중공섬유의 상류 말단(25)의 루멘(15) 내에서 형성된다는 것에 주의하라. 추가적으로, 도 3과 비슷하게, 여과물 침투성 재료(30) 또한 도 3과 관련하여 위에서 거론된 바와 같은 이유로 중공 섬유 사이에 제공될 수 있다.

추가적으로, 또한 도 4에 설명된 바와 같이, 제2 연기 불투과성 재료(30)는 도 1에서 설명한 구현예의 제1 연기 불투과성 재료(20)와 비슷하게, 중공 섬유(10) 사이뿐만 아니라 중공 섬유(10)의 다발의 외부 원주와 궐련 필터(130)의 내강 사이의 유체 흐름을 차단하는데 사용될 수 있다.

두 가지의 연기 불투과성 재료(20, 30)를 제공함에 의해 연기 공급물(140)은 중공섬유(10)의 벽을 통해 하류 말단(35) 밖으로, 중공 섬유(10) 다발의 외부 원주와 상류 말단(25)에서 궐련 필터(130)의 내강 사이로 보내질 수 있다. 연기 여과물(150)이 중공 섬유(10)의 벽을 통해 지나는 것에 의해, 중공 섬유(10)는 중공 섬유 막으로서 작용하여 연기가 보존물과 여과물(150)로 분리될 수 있고, 여기서 상기 보존물(도시하지 않음)은 중공 섬유(10)의 외부 표면에서 트랩될 수 있다. 중공 섬유(10)의 벽을 통과한 후, 여과물(150)은 그리고 나서 중공 섬유(10)의 하류 말단(35)을 통과할 수 있다.

여기에 사용된 중공섬유(10)는 바람직하게 도 5에서 나타낸 바와 같이, 벽 (18) 두께에 적어도 몇몇 구멍(19)이 있는 루멘(15)(중공 내강)을 갖는 다공성 또는 반다공성의 섬유(10)에 의해 구체화되었다. 중공 섬유는 어떠한 다공성의 또는 반다공성의 재료로 만들어질 수 있고, 여기 다공성 수준은 투과성의 예견된 수준을 제공하기 위해 맞출 수 있고 또한 여분의 셀상 공간도 포함할 수 있다. 예를 들어, 중공 섬유는 폴리머로 만들 수 있다. 바람직하게, 중공섬유는 셀룰로오스, 변형된 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리설폰, 아크릴성 화합물, 실리콘 고무 또는 그들의 혼합물 또는 조합물을 포함한다. 중공 섬유 재료에 대한 추가의 논의는 토론은 미국 특허 No.3,708,071에서 볼 수 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 여기에 병합된다.

중공 섬유(10)에 사용되는 재료는 벽에 사용될 재료를 결정하는 것으로 미리 결정된 구멍 크기를 갖도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 만약 중공 섬유(10)가 더 큰 구멍 재료로 만들어진다면, 더 큰 성분의 여과물이 통과될 것이다. 그러므로, 만약 필요하다면, 중공 섬유(10)에 사용되는 재료는 오직 특정 범위의 여과액 만으로 통과를 제한하도록 선택적으로 선택될 수 있다.

바람직한 흡연 물품에서, 중공 섬유(10)는 연기가 흡연 물품을 통해 이동할 방향으로 배열된다. 이러한 배열이 제공됨에 의해, 연기는 흡연 물품의 하류 말단에 적용되고 상류 또는 리드 말단으로부터 연기를 흡입하는 흡입력 또는 진공력과 대략 평행인 방향으로 중공 섬유의 루멘을 통해 나아간다.

추가적으로, 중공 섬유들(10)은 흡연 공급물(140)이 중공 섬유들(10)을 균등하게 통과하고, 중공섬유의 벽을 균등하게 통과하고 그리고 중공 섬유의 다발을 궐련의 축에 고정되도록 하기 위해 대략 서로 평행하다. 예를 들어, 도 1에서 설명한 것처럼, 루멘(15)의 축은 (궐련의 축에 평행일 뿐만 아니라) 바람직하게 서로 평행으로 정렬되고, 상기의 이러한 배열은 궐련의 흡연 중 흡연 공급물(140)이 직접(예를 들어, 우회 또는 간접적 통로없이)다중 루멘을 통과하도록 한다.

이러한 중공섬유(10)는 전통적 또는 비전통적 궐련 즉, 궐련 필터과 같은 흡연 물품에 사용될 수 있다. 바람직한 구현예는 궐련과 비전통적 궐련과 같은 흡연 물품에서 사용되는 중공 섬유를 제공한다. 비전통적 궐련은 그 예로, 미국 특허 Nos. 6,026,820; 5,988,176; 5,915,387; 5,692,526; 5,692,525; 5,666,976; 및 5,499,636에 개시되어 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 여기에 병합된다.

중공섬유의 크기는 중공 섬유가 연기 흐름의 방향으로 정렬될 때 섬유의 전체 길이가 필터의 지역 내에 맞춰지기 위하여 필터의 길이보다 짧은 길이인 것이 바람직하다. 또한, 중공 섬유의 루멘의 직경(중공 섬유 다발의 밀도와 중공섬유를 만들기 위해 사용되는 재료의 조합)은 중공 섬유를 통해 담배 연기를 흡입하는데 요구되는 힘(이하, 흡인저항성(RTD))뿐만 아니라 유입 가능한 양을 조절한다.

그 결과, 중공섬유를, 연기와 같은, 재료를 거르기 위한 중공 섬유 막으로서 사용하는 것에 더하여, 중공 섬유는 또한 첨가제를 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 설명한 것과 같이, 중공 섬유는 중공 섬유의 벽에 구멍(예를 들어, 여분의 셀상 공간)을 포함할 수 있다. 이러한 여분의 셀상 공간 내에 첨가제가 저장될 수 있고, 여기서 첨가제는 중공 섬유의 벽을 통과하고 그리고 나서 여분의 셀상 공간을 통과하는, 연기와 같은, 유체와 접촉될 수 있다.

중공 섬유의 외경과 벽 두께는 바람직하기는 첨가제를 유지하고 그리고 벽에 갖혀있는 보존물 및 벽을 통한 여과물 흐름을 조절하는 중공 섬유의 능력을 최적화하는 치수로 만들어진다. 첨가제는 모세관력 때문에 중공 섬유의 루멘에 흡수되지 않는 경향이 있고, 그러므로 첨가제의 유지는 주로 벽 내에서 여분의 셀상 공간에 의해 수행된다. 중공 섬유의 외경이 늘어나고 및/또는 제공된 중공섬유의 수가 증가함에 따라 중공 섬유의 벽 내의 많은 다공성 공간의 양(예를 들어, 중공 섬유의 벽에 있는 갈라진 금이나, 틈과 같은 여분의 셀상 공간)이 증가하는 경향이 있다. 여분의 셀상 공간의 양이 증가함에 의해, 더 많은 첨가제가 흡수될 수 있다. 반면에, 좁아진 루멘, 및/또는 적어진 중공 섬유는 그들의 전체 외부 표면 벽 영역의 감소 때문에 중공 섬유가 적은 첨가제가 유지되도록 한다.

바람직한 구현예에서 중공 섬유(10)는 중공 섬유(10)의 여분의 셀상 공간 내 첨가제를 느슨히 보유시키기 위해 사용된다. 이와 같이, 느슨한 보유 때문에 중공 섬유 (10)내의 첨가제는, 예를 들어 그 안에 첨가제를 갖는 흡연 물품의 보관 중과 같이, 첨가제의 원하지 않는 이동을 실질적으로 축소 또는 피하도록 충분히 포함될 수 있다.

중공섬유에 첨가제를 제공하기 위해, 첨가제는 중공 섬유(10)의 여분의 셀상 공간내 흡수 또는 흡착되도록 제공된다. 예를 들어, 첨가제는 중공섬유(10)를 첨가제 배스에 담금으로써 제공될 수 있고, 여기서 상기 첨가물은 여분의 셀상 공간으로 흡수될 수 있다.

그러므로, 보통 크기의 궐련(예를 들어, 65 내지 100 mm의 길이, 6 내지 9mm 직경 및 15 내지 30 mm의 필터 직경을 가진 궐련)에서, 중공 섬유는 직경이 대략 50 마이크론 내지 약 1500 마이크론(예를 들어, 50-100, 100-150, 150-250, 350-500, 500-1000, 또는 1000-1500 마이크론), 바람직하게 대략 90 마이크론에서 약 450 마이크론의 루멘(즉, 내부)을 가질 수 있다. 추가적으로, 중공섬유는 대략 10 마이크론 내지 100 마이크론, 바람직하게 대략 10 내지 50 마이크론의 두께와 대략 100 내지 2100 마이크론, 바람직하게 100 내지 500 마이크론의 외부 직경을 가진 높은 다공성의 벽을 가질 수 있다.

예를 들어, 궐련의 예시적 구현예는 10 내지 15의 중공섬유 다발을 포함하도록 고안될 수 있고, 상기 각각의 중공 섬유는 대략 350 마이크론의 외부 직경과 대략 50 마이크론의 벽을 지닌 200 마이크론의 루멘 직경을 가진다.

중공 섬유는 방적 또는 다른 섬유 제작 기술로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 중공섬유를 만드는 방법은 미국특허 Nos. 2,999,296 및 4,234,431에 개시되어 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 여기에 병합된다.

흡연 물품에서 중공 섬유(10)를 사용하기 위해, 중공 섬유(10)는 자르거나 또는 다른 방법으로 특정 길이로 만든다. 중공 섬유(10)는 바람직하게 흡연 물품의 필터 구획에 대해 둘레에 공간을 두고 사용되거나 최종 물품에 삽입되기 전에 다발로 모여질 수 있다. 만약 중공 섬유가 다발이면 중공 섬유(10)는 위에서 언급한 것과 같은 투과성, 반-투과성 또는 불투과성 재료, 고리와 같은 엔클로저, 또는 트리아세틴, 에폭시 및 실리콘 고무와 같은 접착제를 사용하여 함께 묶을 수 있다.

추가적으로, 느슨한 보유로 인하여, 첨가제는 바람직하기는, 요구에 따라 방출되도록 중공 섬유의 여분의 셀상 공간 내에서 충분히 움직인다. 예를 들어, 첨가제는 바람직하게 상기와 같이 진공력 또는 흡인력의 적용 후 중공 섬유로부터 방출될 수 있다.

중공 섬유(10)는 또한 궐련에 흡입저항성(RTD)을 조절하는 수단을 제공하기 위해 궐련 필터에 결합될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 궐련 필터는 그 안에 중공 섬유(10)가 포함될 것이다. 궐련에 중공섬유를 제공하는 것에 의해, 궐련은 원하는 만큼 적거나 많은 흡입저항성을 가질 수 있다.

추가적으로, 중공 섬유(10)는 다중-구역 필터 어셈블리를 보충 또는 대체하는데 사용될 수 있고, 이것은 종종 중공 섬유(10)보다 제조하기 어렵다. 그러므로, 궐련 필터의 중공 섬유(10)는 RTD를 맞춤형 수준으로 여전히 제공하면서, 제조 과정을 단순화하는데 사용될 수 있다.

2. 포팅 재료

위에서 언급한 것과 같이, 제1 및 제2의 여과물 차단성 또는 연기 불투과성 재료는 도 1 및 4에서 설명한 것과 같이 흡연 물품을 통해 흐르는 연기를 차단하는데 사용될 수 있다. 중공 섬유를 보유하는데 사용되는 반-투과성 및 투과성 재료와 함께 이러한 여과물 차단 및 연기 불투과성 재료는 일반적으로 "포팅 재료"로 언급된다.

여기에 사용된 것과 같이, "포팅 재료"는 중공 섬유의 루멘 안, 주변 및 루멘을 통해 공급물, 여과물 및 보유물 흐름을 지시할 수 있는 재료뿐만 아니라 그 장소에서 중공 섬유를 보유하는데 쓰일 수 있는 재료를 포함하는 것을 의미한다. 이와 같이, 포팅 재료는 서로 위치가 고정된 관계로 중공섬유를 보유할 수 있는 (예를 들어, 다른 것과 평행한) 비-독성, 투과성, 반투과성 또는 불투과성 재료로 만들 수 있다. 포팅 재료에서 중공 섬유 막의 추가 논의는 미국 특허 Nos. 3,228,887, 3,528,553 및 6,685,832에 개시되어 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 여기에 병합된다.

바람직하게, 포팅 재료는 폴리머 또는 복합재료이며, 여기서 상기 재료는 원하는 투과성의 정도에 따라 선택될 수 있다. 중공 섬유의 말단을 통한 공기흐름을 차단하기 위해 쓰이는 포팅재료로서, 여과물 불투과성 또는 반투과성 포팅 재료가 바람직할 수 있다. 예를 들어, 에폭시는 여과물 불투과성 포팅 재료이다. 한편, 그 곳에서 섬유를 보유하는데 쓰이는 포팅재료로서, 여기서 상기 여과물 차단은 바람직하지 않고, 투과성 포팅 재료가 바람직할 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트는 투과성 포팅 재료이다.

포팅재료는 중공 섬유(10)의 어느 부분을 형성할 수 있다. 예를 들어, 포팅 재료는 섬유 주변 및/또는 중공 섬유의 말단의 길이의 부분 또는 전체를 형성할 수 있다. 그러나 만약 포팅 재료가 공기흐름을 차단하기위해 선택된다면, 적어도 약간의 여과물은 중공 섬유(10)의 벽(18)을 통해 지나가도록, 포팅 재료는 중공 섬유의 전체표면보다는 덜 형성되는 것이 바람직하다.

추가적으로, 중공 섬유(10)의 벽(18) 전체보다 작은 범위가 완전히 둘러싸이지 않고, 여분의 셀상 공간과 그 안에 포함될 수 있는 첨가제를 가능하게 분리시키는것이 바람직할 수 있다. 이와 같이, 중공 섬유(10) 상의 포팅 재료 범위는 바람직하게 중공 섬유(10)의 벽 표면의 90% 미만이고, 심지어 더 바람직하게, 중공섬유(10)의 벽 표면의 60% 미만이다(예를 들어, 100-90%, 90-80%, 80-70%, 70-60%, 60-50%, 50-40%, 40-30%, 30-20%, 20-10%, 10-0%).

포팅 재료는 구현예에 의해 요구되는 공기 흐름 조절 특성을 제공하는 어느 방법으로 중공 섬유 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 중공섬유에서 포팅재료를 형성하는 방법은 미국 특허 Nos. 6,702,561, 6,663,745, 6,623,637 및 5,480,553에 개시되어 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 여기에 병합된다.

위에서 언급한 것과 같이, 포팅재료는 연기 통행을 차단할 수 있는 어느 재료로 만들 수 있다. 이와 같이, 포팅재료는 불투과성, 반-투과성 또는 투과성 재료로 만들 수 있다. 만약 포팅재료가 반-투과성 또는 투과성 재료라면, 포팅재료는 투과성 방벽으로 사용할 수 있고, 그것을 통한 공기흐름에 대한 저항성을 증가시킬 수 있다.

그러므로, 흡연 물품은 중공섬유(10)의 구조와 배열이 중공 섬유(10)의 여분의 셀상 공간의 적어도 몇몇이 중공 섬유(10)에 접근할 수 있도록 배치된 중공섬유를 가질 수 있다. 추가적으로, 여기 제공된 것과 같이, 연기 흐름은 적어도 부분적으로 여전히 루멘(15) 및 중공 섬유(10)의 벽 (18)을 통과하도록 지시될 수 있고, 여기서 상기 여분의 셀상 공간의 첨가제는 중공섬유(10)의 벽(18)을 통해 지나감에 따라 공기 흐름과 상호작용할 수 있다.

3. 외부 층

중공 섬유(10)는 또한 (필요에 따라 그 안에 첨가제를 갖는) 중공 섬유(10)를 덮거나 캡슐화하는 외부 층을 포함할 수 있다. 바람직하게, 외부 층은 단단한 벽이거나 필름이고, 여기서 상기 단단한 벽 또는 필름은 주위 환경으로부터 중공 섬유를 일시적으로 봉합하거나 캡슐화하는데 사용할 수 있다.

바람직하게, 외부 층은 중공 섬유(10)에 첨가된 첨가제가 중공 섬유(10)내, 및/또는 그들의 여분의 셀상 공간 내에 밀봉되도록 중공 섬유(10)의 외부 표면 주위에 적용된다. 더욱이, 외부 층은 바람직하기는 첨가제가 중공섬유 (10)에서 방출되도록 쉽게 부서지고 파열될 수 있다.

외부 층은 필요에 의해 파괴, 파열 또는 관통뿐만 아니라 중공 섬유를 봉합할 수 있는, 폴리머와 같은, 부서지기 쉬운 재료일 수 있다. 바람직하게, 외부 층은 설탕이나 펙틴으로 만들어지고, 이것은 만약 바람직하다면, 외부 층과 닿는 연기 여과물과 같은 풍미 여과물에도 제공될 수 있다. 외부 층은 바람직하게 중공 섬유(10)에서 첨가제를 고정시키는데 사용되고, 그러므로 바람직하게 외부 층이 파괴, 파열 또는 관통될 때까지 첨가제의 소실을 감소시킨다.

바람직하게, 외부 층은 깨지기 쉬운 얇은 필름이다. 깨지기 쉽고 얇은 필름을 제공함에 의해, 외부 층은 어느 측면과 중공 섬유 벽의 유압차이(즉, 그 안에 중공 섬유와 외부 층을 갖는 궐련의 흡입)로 파괴되고 그것으로부터 첨가제가 방출되도록 하기에 충분할 수 있다.

예를 들어, 궐련에서, 외부 층은 연기를 중공 섬유의 벽을 통해서 흡입할 때 깨지도록 고안될 수 있고, 여기서 연기를 흡입하는 진공 압력은 외부 층이 깨지는 원인이 될 수 있다. 다시 말하면, 흡연자가 궐련을 퍼프할 수 있으면, 연기를 중공 섬유의 벽을 통해 흡입함으로써 외층을 파괴할 수 있고, 첨가제는 중공 섬유의 벽을 통과하면서 연기로 방출될 수 있다.

외부 층은 진공 압력이 필름을 파열하기에 충분히 얇은 필름을 적용할 수 있는 어느 방법에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게, 외부 층은 중공 섬유의 외부 표면에 필름 형성 재료를 분사하고 그리고 필름형성 재료가 필름으로 응고되어 외부 층을 제공하도록 함에 의해 적용된다.

예를 들어, 외부 층 형성은 중공 섬유의 외부 표면에 펙틴 또는 당분층을 분사하는 것을 포함할 수 있다.

4. 흡연 물품

바람직한 구현예에서, 중공 섬유(10)는 궐련 연기로부터 기체상 구성물을 여과하거나 제거하기 위해, 미세공성 재료와 같은 흡수제와 함께 흡연 물품에서 사용된다. 활성 탄소 및/또는 제올라이트 흡수제와 같은 용매(즉, 미세공성 흡수제)가 사용될 수 있다.

어느 적절한 재료가 흡수제로 사용될 수 있는 반면, 바람직한 구현예는 활성 탄소를 포함한다. 그러나, 흡수제는 궐련 제조와 이것이 태워지기까지의 시간 동안 이동하는 휘발성 성분을 흡수 및/또는 흡착할 수 있으므로, 용매는 멘톨과 같은 휘발성 풍미 성분과 같은 재료를 첨가하는 궐련 디자이너의 능력을 방해할 수 있다.

휘발성 풍미 성분과 같은 첨가제가 흡수제와 함께 흡연 물품에 포함될 때 두가지 문제가 생기는데: 첫째, 첨가제는 흡연 물품을 통해 이동할 수 있고; 그리고 두번째, 첨가제는 흡수제에 의해 흡착되거나 흡수될 수 있다. 이러한 문제점은 이전에 미국 특허 Nos. 4,971,078에 개시된 풍미된 중공 섬유를 함유하는 흡연 물품용 필터뿐만 아니라, 미국 특허 No. 2003/0224918에 일반적으로 기재되어 있는 중심에 배치된 풍미요소의 사용에 의해 개시되어 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 여기에 병합된다.

첨가제가 흡수제에 의해 흡수될 때, 첨가제를 잃을 수 있을 뿐만 아니라, 첨가제가 흡수제의 활성 부위를 차지할 수 있다. 만약 첨가제가 흡수제의 활성 부위를 차지한다면, 연기로부터 표적 기체나 구성물을 제거하는 흡수제의 능력이 떨어질 수 있다. 그러나, 중공 섬유(10)는 흡연 전에 첨가제를 함유하고 흡수제에서 분리하는 것에 의해 이 문제를 극복할 수 있고 그러므로 저장 동안에 첨가제와 흡수제 간의 상호작용을 피할 수 있다.

궐련 필터에서, 중공 섬유(10) 및 용매에 더하여, 분자체 재료가 존재할 수 있다. 바람직하게, 분자체 재료는 원하는 필터 압력 강하 또는 RTD(resistance to draw)를 얻기 위해 궐련 필터로 진행이 용이하도록 약 0.1 mm 내지 1 mm, 더 바람직하게 0.3 mm 내지 약 0.9 mm (예를 들어, 0.3 mm 내지 0.4 mm, 0.4 mm 내지 0.5 mm, 0.5 mm 내지 0.6 mm, 0.7 mm 내지 0.8 mm 또는 0.8 mm 내지 0.9mm) 크기의 단일체 또는 입자로 존재할 수 있다.

기존에 알려진 다양한 필터 구조가 사용될 수 있고, 여기에 중공 섬유(10)가 병합될 수 있다. 사용될 수 있는 예시적 필터 구조는, 단일 필터, 이중 필터, 삼중 필터, 단일 또는 다중 용량 필터, 우묵한 필터, 자유-유동 필터 및 그들의 조합을 포함하지만 그것으로 제한되지 않는다. 필터 요소는 전형적으로 셀룰로오스 아세테이트 토우 또는 셀룰로오스 종이 재료로 구성된다.

이중 필터에서 구획의 길이와 압력 강하는 허용할 수 있는 흡입 저항성을 유지하면서 최적의 흡수를 제공하도록 조절될 수 있다. 삼중 필터들은 입구와 흡연 재료 또는 담배 측면 단편 및 종이를 포함하는 중간 단편을 포함할 수 있다. 중공 필터는 두 개의 공간-분리된 필터 플러그를 포함한다. 필터는 또한 통풍되고 및/또는 추가의 용매(활성 탄소와 같은), 촉매 또는 궐련 필터에서 사용하기에 적절한 다른 첨가제를 포함한다.

추가적으로, 예시적 구현예에서, 필터(130)에 중공 섬유(10)의 다발을 갖는 궐련(100)은 흡수제(60)를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 것처럼, 궐련(100)에는 그 안에 풍미제와 같은 첨가제를 갖는 중공 섬유(10) 및 (흡연자로부터 멀고 담배 부분(50) 쪽에 있는) 흡수제(60) 상류를 포함하는 필터(130)가 제공될 수 있다. 흡수제는 전형적으로 풍미제와 같이 첨가된 재료를 흡착 또는 흡수하는데 효과적이고, 흡수제(60)를 중공 섬유(10)의 풍미제로부터 상류에 놓는 것은 흡수제(60)에 의한 풍미제의 흡수 또는 흡착의 수준을 감소시킬 수 있다.

바람직하게, 중공 섬유(10)는 도 7에 도시된 바와 같이, 필터(130) 부분에서 용매(60)로부터 하류에 그리고 둘 사이에 셀룰로오스 아세테이트와 같은 필터 재료(70) 구획을 가지며 위치할 수 있다. 바람직하게, 만약 제공한다면, 중공 섬유(10)와 흡수제(60)는 필터 어셈블리(40) 내의 강(cavity)에 놓일 것이다. 그러나, 중공 섬유(10)과 흡수제(60) 모두는 만약 제공한다면, 흡연 물품의 필터(130) 내 어디라도 놓일 수 있다.

바람직한 필터가 흡수제와 중공 섬유(10)를 포함하는 반면, 중공 섬유(10)는 또한 도 1 및 4에서 기술한 것과 같이 필터에 흡수제 없이 흡연 물품에서 사용될 수 있다. 중공 섬유(10)가 통합되는 물품의 유형에 관계없이, 중공 섬유(10)는 휘발성 풍미 또는 다른 흡연 관련 화학물과 같은 재료들의 효과적인 억제 및 운송을 제공하는데 사용될 수 있다.

5. 첨가제

중공섬유는 바람직하게 위에서 언급한 것처럼 흡연 물품에서 첨가제를 캡슐화하는데 사용될 수 있고, 여기서 첨가제는 중공 섬유의 여분의 셀상 공간 내에 캡슐화 될 수 있다. 이러한 캡슐화에 의해, 첨가제는 손실로 부터 보호되고 공기가 중공 섬유의 벽을 통과 함에 따라 흡입 공기와 혼합될 수 있다.

중공 섬유(10) 내에 첨가제를 고정화 또는 캡슐화시키기 위해, 중공 섬유(10)는 바람직하기는 첨가제에 담겨진다. 담금은 첨가제가 중공 섬유(10)의 여분의 셀상 공간(35)으로 흡수되도록 하고, 여기서 첨가제는 모세관력 때문에 남겨질 수 있고, 그러므로 첨가제의 분해가 차단된다.

중공 섬유(10)는 바람직하기는 흡연 물품에, 더 바람직하게는 궐련 필터에 놓일 수 있고, 중공 섬유(10)는 궐련에 공기 흐름을 위해 배열된다. 예를 들어, 중공 섬유(10)의 긴 축은 공기 흐름 목적을 위한 궐련의 긴 축으로 배열될 수 있다. 또한, 하류 포팅 재료(30)는 중공 섬유(10)의 하류 말단을 통한 유체의 흐름을 차단하는데 사용될 수 있다.

추가적으로, 위에서 언급한 바와 같이, 중공섬유의 여분의 셀상 공간에서 첨가제의 흩어짐을 차단하고, 이어서 캡슐화하기 위해 외부 층이 중공 섬유(10) 상에 형성될 수 있다.

첨가제는 풍미제 일 수 있고, 이것은 예를 들어, 박하, 녹양박하, 노루발풀, 멘톨, 계피, 쵸코렛, 커피, 담배, 바닐린, 감초, 정향나무, 아니스, 백단, 제라늄, 장미기름, 바닐라, 레몬기름, 계수나무, 녹양박하, 회향, 생강, 에틸아세테이트, 이소아밀아세테이트, 프로필이소부티레이트, 이소부틸부티레이트, 에틸부티레이트, 에틸발레에이트, 벤질 포르메이트, 리모넨, 시멘, 피넨, 리날로울, 게라니올, 시트레넬롤, 시트랄, 박하기름, 오렌지 기름, 고수풀 기름, 보르네올, 과일 추출물 등과 같은 공지의 천연 및 인공 재료의 많은 것에서 선택될 수 있다. 이러한 담배 풍미제의 설명은 미국 특허 Nos. 3,580,259; 3,625,224; 3,722,516; 3,750,674; 3,879,425; 3,881,025; 3,884,247; 3,890,981; 3,903,900; 3,914,451; 3,915,175; 3,920,027; 3,924,644; 3,966,989; 4,318,417; 등에 개시되어 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 여기에 병합된다.

예를 들어, 본 발명에 따른 궐련은 멘톨을 포함한 첨가제를 포함한다.

또한, 첨가제는 화학물질일 수 있고, 상기 화학물질은 에어로졸을 유인하거나 격퇴하기 위해, 또는 제거되는 연기 구성물을 제거하거나 화학적으로 추출하기 위해 연기 구성물과 반응하도록 사용할 수 있다.

예를 들어, 에어로졸을 유인하거나 격퇴하기 위해 사용될 수 있는 화학물질은 뚜렷한 소수성(무극성) 및 친수성(극성) 영역을 함유하는 계면활성제를 포함한다. 예를 들어, 극성 계면활성제는 고유의 흡인성 극성 성질 때문에 극성 담배 구성물과 같은 선택된 담배 연기 구성물을 유인하거나 격퇴하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 담배 연기 구성물을 유인하는 것에 의해, 이러한 담배 연기 구성물은 (위에서 언급한 것처럼, 중공 섬유의 벽의 구멍 크기에 의해 기계적으로 선택적으로 분리되는 것에 더하여) 화학적으로 중공 섬유 내에서 트랩되고 유지될 수 있다.

위에서 언급한 것처럼, 화학물질 또는 화학적 체계는 또한 연기 구성물을 제거하기 위해 연기 구성물과 반응하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 아미노프로필실릴(APS), 아미노에틸 아미노프로필실릴 (AEAPS) 및 아미노에틸아미노에틸 아미노프로필실릴 (AEAEAPS)와 같은 화학 시스템이 사용될 수 있다. 공통으로 미국 특허 Nos. 6,595,218 및 6,209,547을 참조하고, 그 둘의 내용은 그 전체가 참조로서 여기에 병합된다.

위에서 언급한 바와 같이, 화학물질은 또한 연기 구성물을 추출하도록 연기 구성물과 반응하기 위해 사용될 수 있다. "화학물질 추출 흡연"이라는 용어는 담배의 어떠한 연소 없이(즉, 연기없는 흡연) 흡연자에게 미리 예견된 담배 연기 구성 물을 제공하는 것을 뜻한다.

화학물질 추출 흡연은 담배 제품에서 담배와 상호작용을 위해, 물 또는 알코올과 같은 화학물질 또는 시약을 제공한다. 화학물질 또는 시약이 담배와 상호작용하도록 하여, 화학물질 또는 시약이 풍부한 담배가 형성되고 이것은 증기 또는 에어로졸로서 흡입될 수 있다. 예를 들어, 화학물질 또는 시약은 에틸 알코올과 같은, 알코올 또는 물과 같은 용매일 수 있다. 바람직하게, 화학물질 추출 흡연은 연소 온도보다 낮은 온도에서 일어날 수 있고; 그러나 화학물질 또는 시약이 풍부한 담배의 증기(또는 휘발)를 촉진하기 위해 열이 이용될 수 있다.

그러나, 열이 "흡연"에 대한 담배 구성물의 가용성 및 증기를 증가시키는데 사용될 수 있다는 것을 기억하라. 열을 이용함에 의해 화학물질과 시약이 풍부한 담배는 열로 증기화 될 수 있고 증기 내에서 담배 특성의 이동이 잠재적으로 증가할 수 있다.

화학물질 추출 흡연 물품의 구현예로, 궐련은 그 안에 고정된 화학물질을 포함하는 중공 섬유로 만들 수 있다. "흡연"될 때 중공 섬유(10)의 한쪽 면에서의 흡입작용은 화학물질을 담배로 방출하고, 그 후 화학물질은 담배 에어로졸을 추출하는 방출을 일으킨다.

본 발명이 그의 특이적 구현예를 참조로 자세히 기재하고 있지만, 다양한 변화와 개조가 만들어질 수 있고, 여기에 첨부된 청구항의 범위로 부터 벗어남 없이 동등물이 적용될 수 있다는 것은 본 분야의 숙련된 자들에게 명백할 것이다.

Claims (17)

1. 담배로드;

   상기 담배로드와 함께 작동하는 필터, 여기서, 상기 필터는 중공 섬유의 다발을 포함하고, 상기 중공 섬유의 루멘이 서로 나란히 축 방향으로 정렬되고; 그리고

   상기 중공 섬유의 여분의 셀상 공간 내에 첨가제, 여기서, 상기 중공 섬유 다발의 한쪽의 말단은 여과물 침투성 재료 내에 매립되고, 상기 여과물 침투성 재료에 매립되어 있는 상기 중공 섬유 중 적어도 하나의 말단은 차단되어 있는 것을 포함하는 궐련.
2. 제1항에 있어서, 상기 필터는 추가로 섬유성 필터 재료의 플러그를 포함하고, 상기 플러그는 상기 필터 내에서 상기 중공 섬유로부터 상류 및/또는 하류에 위치하는 것인 궐련.
3. 제1항에 있어서, 상기 중공 섬유 중 적어도 하나의 차단된 말단은 상기 중공 섬유 중 적어도 하나의 루멘 내에 위치하는 제1 연기 불투과성 재료를 포함하고, 상기 제1 불투과성 재료는 상기 중공 섬유 중 적어도 하나의 차단된 말단을 통한 공기 흐름을 차단하는 것인 궐련.
4. 제1항에 있어서, 상기 여과 침투성 재료에 매립되지 않은 상기 중공 섬유 다발의 상류 또는 하류 말단을 둘러싸는 제2 연기 불투과성 재료를 추가로 포함하고, 상기 제2 연기 불투과성 재료는 중공 섬유의 다발 주위의 공기 흐름을 차단하고 공기 흐름을 상기 중공 섬유의 다발의 루멘으로 유도하는 것인 궐련.
5. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는, 풍미제, 연기 흐름의 기체상 성분과 화학적으로 반응하여 선택적으로 분리시키는 시약, 계면 활성제, 용매 또는 그들의 혼합물 또는 조합물을 포함하는 것인 궐련.
6. 제1항에 있어서, 상기 중공 섬유는 섬유의 다발을 포함하고, 그리고 궐련은 추가로 고리를 포함하고, 상기 고리는 섬유의 다발을 둘러싸는 것인 궐련.
7. 제1항에 있어서, 상기 중공 섬유는 섬유 다발을 포함하고, 상기 궐련은 추가로 접착제를 포함하고, 상기 접착제는 섬유 다발의 벽을 섬유 다발의 다른 벽에 결합시키는 것인 궐련.
8. 제1항에 있어서, 상기 필터는 추가로:

   중공 섬유의 외부 영역을 덮는 외부 층; 및

   셀룰로오스 아세테이트를 포함하고, 여기서, 상기 중공 섬유와 외부 층은 상기 셀룰로오스 아세테이트 내에 매립되는 것인 궐련.
9. 궐련 필터를 제조하는 방법으로, 상기 방법은:

   중공 섬유를 해당 중공 섬유 중 적어도 하나의 한쪽 말단을 덮는 연기 불투과성 재료를 이용하여 제조하는 단계;

   상기 중공 섬유 내의 여분의 셀상 공간을 첨가제를 사용하여 적어도 부분적으로 채우는 단계;

   상기 중공 섬유의 적어도 하나의 덮혀진 말단을 여과 침투성 재료 내에 매립하는 단계; 및

   상기 연기 불투과성 재료와 상기 첨가제를 갖는 상기 중공 섬유를 궐련 필터에 상기 여과 침투성 재료를 배치하는 단계를 포함하는 궐련 필터의 제조방법.
10. 중공 섬유 막을 포함하고, 여기서, 상기 중공 섬유 막은:

    중공 섬유; 및

    연기 불투과성 재료를 포함하고, 여기서, 상기 연기 불투과성 재료는 상기 중공 섬유의 루멘의 하류 말단을 차단하고 상기 중공 섬유의 하류 말단은 여과 침투성 재료 내에 매립되어 있는 것을 포함하는 것인 궐련 필터.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제

Images